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Développement d’un non-tissé structurel à base de fibres naturelles

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Bendaid, Kaoutar (2016). Développement d’un non-tissé structurel à base de fibres naturelles. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans une optique de fabrication durable et de protection des ressources et de l’environnement, l’utilisation des ressources biosourcées apparait comme une avenue de choix à explorer, autant pour des applications générales à caractère non-structurel que pour des pièces composites structurelles. Le Groupe CTT a donc entrepris avec ses partenaires industriels d’étudier la possibilité de produire des renforts non-tissés à base de fibres naturelles pour remplacer éventuellement un voile de verre utilisé comme renfort dans le domaine de génie civil. Deux types de fibres ont été sélectionnés pour les travaux : du jute recyclé et du kénaf vierge. Le non-tissé produit est constitué de 85% de fibres naturelles et de 15% de fibres synthétiques bicomposantes. Après une caractérisation des propriétés physiques et mécaniques des différentes fibres entrant dans la fabrication des non-tissés, une optimisation des différents paramètres textiles du procédé de mise en forme par voie sèche et de la température de thermoliage a été réalisée pour les deux types de fibres afin d’obtenir les performances mécaniques les plus élevées. Dans le cas du jute, les performances mécaniques optimales obtenues sont 12% plus faibles en sens machine que celles du voile de verre mais plus de 120% plus élevées en sens travers. Les non-tissés en fibre de kénaf sont 50% plus résistants en sens machine et 400% en sens travers. L’obtention de performances élevées est attribuée entre autres à l’utilisation d’une fibre bicomposante hydrophile. Il est aussi mis en évidence qu’une augmentation du pourcentage de fibre bicomposante dans le non-tissé augmente encore les performances mécaniques. Ces résultats confirment le potentiel incroyable des fibres naturelles, même recyclées, pour la production de renfort pour les pièces composites, y compris pour les applications structurelles.

Titre traduit

DEVELOPMENT OF A STRUCTURAL NONWOVEN BASED ON NATURAL FIBRES

Résumé traduit

In a perspective of sustainable production and protection of resources and environement, the use of bio-based materials appears as a choice path to explore both for common non-structural applications and structural composite parts. CTT Group has undertaken to study with its industrial partners the possibility of producing nonwoven reinforcements made of natural fibers to replace eventually a fiberglass mat used as a reinforcement in civil engineering applications. Two types of fibers were selected for the work: recycled jute and virgin kenaf. The nonwoven produced is composed of 85% of natural fibers and 15% of bicomponent synthetic fibers. After characterizing the physical and mechanical properties of the various fibers used in the production of the nonwovens, an optimization of the textile parameters of the drylaid forming process and thermal bonding temperature was conducted for the two types of natural fibers in order to obtain the highest mechanical performance. For jute, the best results in terms of mechanical performance are 12% lower than the fiberglass mat in the machine direction but more than 120% higher in the cross direction. Kenaf fiber nonwovens are 50% stronger in the machine direction and 400% higher in the cross direction compared to the fiberglass mat. The high performance obtained is attributed, among other things, to the use of a hydrophilic bicomponent fiber. It is also shown that an increase in the bicomponent fiber content in the nonwovens improves their mechanical performance. These results confirm the enormous potential of natural fibers, even from recycled origin, for the production of composite part reinforcement, including for structural applications.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Mots-clés libres: fibre naturelle, fibre bicomposante, non-tissé, performances mécaniques
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
David, Éric
Codirecteur:
Codirecteur
Dolez, Patricia
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 20 févr. 2019 21:57
Dernière modification: 20 févr. 2019 21:57
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1762

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